Как восстановить керамику на пьезоэлементе
Тема: Кто подскажет чем паять пьезокерамику?
Опции темы
Поиск по теме
керамика с контактами заливается компаундом, пружинный не пойдет
Серебряное покрытие древних советских пьезиков и МГТФ. Флюс- молочная кислота http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%. BE%D1%82%D0%B0.
А может выводы просто приклеить токопроводящим клеем? Как на авто.
в начале темы есть объяснение ситуации
паять можно, греть нельзя
а казалось все просто
в начале темы есть объяснение ситуации
паять можно, греть нельзя
а казалось все просто
Средство для удаления кремнийорганических отложений из пьезоэлементов
Н. Д. Яценко, Л. Е. Шейнман, P. E. Пасынков1 и И. А. Серова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СРЕДСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ КРЕЙНИЙОРГАНИЧЕСКИХ
ОТЛОжКНИЙ ИЗ ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТОВ
Изобретение относится к приборостроению и может быть испопьзовано в пьезотехнике при изготовлении электромеханических преобразователей.
Пьезокерамические элементы из свинецсодержащих составов, применяемые для изготовления электромеханических преобразователей, поляризуются при высоких температурах (100-150 С) и больших электрических напряжениях (1,5-2,5 кВ/мм), превышающих пробивIÎ ное напряжение воздуха между электродами.
Вследствие указанных причин пьезоэлементы при поляризации помещают в IS кремнийорганическую жидкость (1 1.
Однако склеенные иэ этих пьезоэлементов активные элементы электромеха— нических преобразователей из-за наличия образовавшейся на пьезоэлементах при поляризации в кремнийорганической жидкости гидрофобной пленки имеют прочность клеевого соединения в 2-3 раза ниже прочности самих пьезоэлемен»
2 тов. Преобразователь в связи с этим в целом также имеет в значительной мере пониженную механическую прочность.
Известно использование толуола и бензина при промывке пьезоэлементоа для удаления гидрофобной пленки (2).
Однако обработка пьезоэлементов после поляризации в кремнийорганической жидкости указанными веществами не обеспечивает полного. удаления кремнийорганики из их пор и поверхности, вследствие чего до промывки требуется ряд следующих предварительных операций: а) в контейнер укладывают пьезоэлементы, пересыпая их слоями сорбента, например молотого мела толщиной
10-15 мм; б) контейнер устанавливают в наO гретый до 60-120 С вакуумный термо- стат, создают вакуум с остаточным давлением не более 10 мм рт. ст. и выдерживают в течение 3-5 ч. По исте883170
Пр едел пр очности на растяжение, кг/см
Разрывное усилие, кг
II..пи указанного времени пьезоэлемензы и. нлекают из термостата, очищают кистью or мела и протирают марлевым тампоном, смоченным в бензине, после чего пьезоэлементы помещают в сосуд, заливают толуолом или бензином и выдерживают 20-30 ч при комнатной температуре.
Процесс повторяют 2-3 раза до полного удаления кремнийорганики.
Таким образом, удаление,кремнийорганики из пьезоэлементов толуолом или бензином трудоемко, длительно по времени, вредно для обслуживающего пер— сонала из-за органических растворителей, особенно из-за толуола, и пожаро.опасно.
Известно средство. для промывки деталей перед нанесением гальванических и лакокрасочных покрытий на различные поверхности на водной основе, содержащее гидроокись натрия (31.
Однако наряду с такими качествами, как взрывобезопасность и безвредность для обслуживающего персонала, указан— ный раствор обладает ограниченностью применения, в частности не обеспечивает промывку пьезоэлементов, поляризованных в кремнийорганической жидкости с удалением указанной гидрофобной пленки и кремнийорганики из их пор.
Целью изобретения является повышение степени очистки.
Поставленная цель достигается тем, что средство на водной основе, содержащее гидроокись натрия, дополнительно содержит фтористый натрий при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Гидроокись натрия 7-13
Фтористый натрий 3-7
Раствор получают при комнатной температуре.
Удаление кремнийорганики из пьезоэлементов производят в вытяжном шкафу, для чего пьезоэлементы помещают в ванну с подогретым для ускорения процесо са до 50-60 С раствором и выдерживают в ванне в течение 2-3 ч, 10 Пример 1. Проводят испытания активных элементов, собранных из дисковых пьезоэлементов материала Ц БС-3 промытых при минимальных количествах фтористого натрия и гидроокиси натрия, вес.7:
Гидроокись натрия 7
Фтористый натрий 3
20 Пример 2. Элементы промывают при максимальных количествах фтористого натрия и гидроокиси натрия, вес.1
Гидроокись натрия 13
Фтористый натрий 7
Пример 3. Элементы промывают при средних количествах фтористого натрия и гидроокиси натрия, вес.X:
Гидроокись натрия 10
Фтористый натрий 5
Пример 4. Элементы промывают известным составом, содержащим, вес.7
Гидроокись натрия 10
Результаты испытаний пьезокерамических дисков с площадью поперечного
Способ металлизации пьезокерамических элементов и устройство для его осуществления
Изобретение относится к технологии металлизации поверхности изделий из пьезокерамики методом вжигания металлосодержащей пасты, в частности пасты, содержащей соединения серебра.
В качестве устройства для реализации данного способа используют электрическую камерную печь.
Согласно способу вжигание пасты, содержащей соединения серебра, производят в окислительной среде (в воздухе) при температуре в печи от 820 до 850 o C с выдержкой при этой температуре в течение 30-60 минут.
Для получения удовлетворительного результата процесс вжигания повторяют три раза. Скорость подъема и снижения температуры в зависимости от типоразмера пьезокерамического элемента регулируют в пределах (1-3) o C/мин.
Недостатками рассматриваемого способа являются большая продолжительность процесса вжигания (свыше трех суток) и невысокая прочность сцепления серебряного покрытия с керамикой (не более 10 МПа).
Известны способ металлизации поверхности пьезокерамических элементов путем их нагрева в высокочастотном электрическом поле и устройство для его осуществления, которые выбраны авторами за прототип [Температурные функциональные покрытия. Труды XVII Совещания по температурным функциональным покрытиям, ч. 1, Пленарные доклады, СПб, 1997г., с. 120-127].
В качестве устройства для реализации указанного способа используют высокочастотную установку типа ВЧД2-1,6/40. В нагревательной камере металлизируемые изделия помещают в рабочий конденсатор генератора диэлектрического нагрева между двумя подложками из диэлектрического материала, обладающего указанным выше свойством.
Рассматриваемый способ позволяет резко снизить продолжительность процесса металлизации.
Условие квазистационарности электрического поля в процессе высокочастотного нагрева изделий позволяет обеспечить однородность напряженности поля по всей площади электродов рабочего конденсатора генератора диэлектрического нагрева и, следовательно, создает одинаковые условия нагрева для каждого металлизируемого изделия и для всех изделий в обрабатываемой партии, что положительно сказывается на качестве получаемых покрытий.
Размещение пьезоэлементов между двумя пластинами из диэлектрического материала с высоким значением тангенса угла диэлектрических потерь обеспечивает стартовый нагрев сначала поверхностных слоев пьезокерамического элемента, а затем и всего пьезоэлемента в целом.
Однако при проведении процесса по рассматриваемому способу возможен недогрев или перегрев поверхности, что снижает качество металлизации пьезокерамических элементов.
При недогреве наблюдается неполное восстановление серебра, что значительно снижает электрическую проводимость серебряного покрытия и механическую прочность сцепления серебра с керамикой. При перегреве происходит «стягивание» серебра вплоть до образования капель и обнажения отдельных участков поверхности керамических изделий, что снижает качество покрытия.
Таким образом, невозможность в рассматриваемом способе определить момент времени, когда следует закончить процесс металлизации поверхности пьезокерамических элементов, ухудшает качество изделий.
Задачей предлагаемых способа и устройства является обеспечение высокого качества металлизации пьезокерамических элементов.
Это достигается тем, что в способе металлизации пьезокерамических элементов, включающем нанесение на поверхность пьезоэлементов металлосодержащей пасты, в частности пасты, содержащей соединения серебра, и последующее ее вжигание путем высокочастотного нагрева пьезоэлементов в квазистационарном электрическом поле рабочего конденсатора генератора диэлектрического нагрева с размещением пьезоэлементов между двумя пластинами из диэлектрического материала с высоким значением тангенса угла диэлектрических потерь, согласно изобретению процесс вжигания проводят под контролем потока теплового излучения с поверхности пьезоэлементов, определяют моменты времени t1 и t2, в которые происходит резкое изменение скорости нарастания контролируемого потока теплового излучения, при этом процесс высокочастотного нагрева завершают в момент t2 повторного изменения скорости нарастания потока.
Это достигается также тем, что устройство для металлизации пьезокерамических элементов, содержащее электроды рабочего конденсатора генератора диэлектрического нагрева, в котором установлены пьезокерамические элементы, помещенные между двумя подложками из диэлектрического материала с высоким значением тангенса угла диэлектрических потерь, согласно изобретению содержит радиационный пирометр, средство для канализации потока теплового излучения с поверхности пьезоэлемента к радиационному пирометру, а также цепь управления, включающую последовательно соединенные дифференциатор, схему сравнения, реле времени и выключатель, управляющий работой генератора диэлектрического нагрева, при этом выход радиационного пирометра связан со входом дифференциатора.
Кроме того, согласно изобретению средство для канализации потока теплового излучения с поверхности пьезоэлемента включает световод, выходное отверстие которого сопряжено со входом пирометра, при этом параметры световода рассчитаны из условия затухания в нем электромагнитного поля электродов генератора диэлектрического нагрева.
Принципиальным в заявляемых способе и устройстве для его осуществления является то, что процесс вжигания металлосодержащей пасты, нанесенной на поверхность пьезокерамических элементов, осуществляют, контролируя протекание процесса образования металлической пленки на поверхности пьезокерамических элементов. В качестве критерия завершенности процесса вжигания металлосодержащей пасты в предлагаемом способе используют эффект резкого уменьшения степени черноты поверхности пьезоэлемента вследствие образования на ней слоя металла. При этом авторы предлагают контролировать степень черноты поверхности путем измерения потока теплового излучения с поверхности пьезоэлементов. Как показали проведенные авторами исследования, в момент времени ti, соответствующий началу формирования металлической пленки на пьезоэлементе, резко изменяется (уменьшается) скорость нарастания потока теплового излучения с его поверхности. В ходе дальнейшего нагрева в момент времени t2, соответствующий окончанию формирования металлической пленки на пьезоэлементе, также происходит резкое изменение (увеличение) скорости нарастания потока теплового излучения с металлизированной поверхности изделия.
Процесс металлизации поверхности пьезоэлементов завершают в момент времени t2, когда полностью сформировалась однородная металлическая пленка на поверхности пьезоэлементов. Тем самым, в предлагаемом способе исключаются недостатки, связанные с недогревом или перегревом поверхности металлизируемых изделий.
Предлагаемое устройство позволяет осуществлять процесс металлизации пьезоэлементов с завершением высокочастотного нагрева в оптимальный с точки зрения качества металлического покрытия момент времени.
Применение радиационного пирометра позволяет измерять поток теплового излучения с поверхности пьезоэлементов, а цепь управления позволяет отключить генератор диэлектрического нагрева в момент времени t2, соответствующий завершению процесса металлизации.
Включение световода в средство для канализации потока теплового излучения с поверхности пьезоэлементов к радиационному пирометру исключает влияние на показания пирометра электромагнитного поля электродов генератора диэлектрического нагрева.
На фиг. 1 представлен график изменения потока теплового излучения при высокочастотной металлизации ряда партий изделий из пьезокерамики.
На фиг.2 представлена функциональная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.
На фиг.3 представлен чертеж общего вида рабочего конденсатора генератора диэлектрического нагрева со средством для канализации теплового потока с поверхности пьезоэлемента к радиационному пирометру.
Способ осуществляют следующим образом.
Наносят металлосодержащую пасту, например, содержащую соединения серебра, на металлизируемые поверхности пьезокерамических элементов. Высушивают изделия с нанесенной на их поверхность пастой на воздухе. Помещают группу металлизируемых изделий между пластинами из диэлектрического материала с высоким значением тангенса угла диэлектрических потерь (от 0,08 до 1,0), например из асбоалунда.
Изделия, помещенные между пластинами из указанного материала, устанавливают между электродами рабочего конденсатора генератора диэлектрического нагрева, осуществляют процесс высокочастотного нагрева изделий в квазистационарном электрическом поле, контролируя поток теплового излучения с поверхности пьезоэлементов. Определяют моменты времени t1 и t2, в которые происходит резкое изменение скорости нарастания потока излучения с поверхности пьезоэлементов.
Осуществляют выключение генератора диэлектрического нагрева в момент времени t2, соответствующий повторному изменению скорости нарастания потока теплового излучения с поверхности пьезоэлементов, которое происходит в момент окончания процесса формирования на ней слоя металла.
Так, на фиг.1 представлены графики изменения потока теплового излучения Ф с поверхности пьезоэлементов для (I-IV) партий образцов изделий из пьезокерамики. Для изделий из II партии показаны моменты времени t1 и t2 резкого изменения скорости нарастания потока теплового излучения с поверхности пьезоэлемента на участке времени от 0 до t3. Указанная графическая зависимость позволяет определить величину искомого интервала 
t. С помощью указанного графика также можно определить значение скорости нарастания потока теплового излучения с поверхности пьезоэлемента на участке t, которое можно использовать для сравнения с текущим измеряемым значением скорости нарастания потока теплового излучения для выработки на базе их сравнения сигнала, управляющего отключением генератора диэлектрического нагрева.
Устройство для металлизации пьезокерамических элементов включает (см. фиг. 2) металлизируемые изделия 1, радиационный пирометр 2, контролирующий поток теплового излучения с поверхности изделия 1, и цепь управления, включающую последовательно соединенные дифференциатор 3 медленно меняющихся сигналов, схему сравнения (компаратор) 4, реле времени 5 и выключатель 6, управляющий работой генератора 7 диэлектрического нагрева.
Устройство также снабжено средством для канализации потока теплового излучения с поверхности изделия 1, которое содержит световод 8, сопряженный со входом пирометра 2.
Металлизируемые изделия 1 (см. фиг. 3) помещены в кассету, состоящую из матрицы 9 и крышки 10, изготовленных из материала с высоким тангенсом угла диэлектрических потерь. Кассета с изделиями 1 установлена между высоковольтным 11 и заземленным 12 электродами рабочего конденсатора генератора 7 диэлектрического нагрева. Высоковольтный электрод 11 жестко закреплен на изоляционной плите 13 и соединен шиной 14 с генератором 7. Для установки кассеты с изделиями 1 между электродами 11 и 12 заземленный электрод 12 выполнен с возможностью перемещения в вертикальном направлении с помощью привода 15. Для предотвращения проникновения электромагнитного излучения в окружающую среду рабочий конденсатор генератора 7 окружен заземленным экраном 16. Для канализации потока теплового излучения с поверхности изделий 1 к радиационному пирометру 2 в крышке 10 и электроде 12 выполнены соосные отверстия. На экране 16 установлен световод 8. Отверстие световода 8 затянуто полимерной пленкой 17, пропускающей инфракрасное излучение, но препятствующей влиянию на показания пирометра 2 конвенционных потоков нагретого воздуха.
Размеры световода рассчитываются из условия затухания в нем электромагнитного поля электродов 11 и 12.
Устройство работает следующим образом. Металлизируемые изделия 1 помещают в кассету, состоящую из матрицы 9 и крышки 10. Кассету устанавливают между электродами 11 и 12 рабочего конденсатора генератора 7 с помощью привода 15.
Включают генератор 7 и начинают осуществлять высокочастотный нагрев изделий 1 в квазистационарном электрическом поле. С помощью пирометра 2, сопряженного с одним из изделий 1 посредством световода 8, осуществляют измерение потока теплового излучения с поверхности изделия 1. Выходной сигнал с пирометра 2 подается на вход дифференциатора 3, где определяется скорость изменения потока теплового излучения с поверхности изделия 1, и далее в компаратор 4, где сигнал с выхода дифференциатора 3 сравнивается с величиной, соответствующей предварительно установленному значению скорости нарастания потока теплового излучения с поверхности опытной партии изделий 1 на участке времени t (см, фиг. 1). При совпадении указанных величин с выхода компаратора 4 подается сигнал на реле времени 5, которое через заданный расчетный интервал времени t (см. фиг. 1) срабатывает, вследствие чего выключатель 6 отключает генератор 7.
По окончании процесса металлизации вынимают кассету из рабочего конденсатора и извлекают из нее готовые изделия 1.
Устройство может быть реализовано с применением компьютера, который подключен к радиационному пирометру через аналого-цифровой преобразователь. Применение компьютера позволяет реализовать предлагаемый способ для образцов различных типоразмеров и составов, а также для различных составов паст.
1. Способ металлизации пьезокерамических элементов, включающий нанесение на поверхность пьезоэлементов металлосодержащей пасты, в частности пасты, содержащей соединение серебра, и последующее ее вжигание путем высокочастотного нагрева пьезоэлементов в квазистационарном электрическом поле рабочего конденсатора генератора диэлектрического нагрева с размещением пьезоэлементов между двумя пластинами из диэлектрического материала с высоким значением тангенса угла диэлектрических потерь, отличающийся тем, что процесс вжигания проводят под контролем потока теплового излучения с поверхности пьезоэлементов, определяют моменты времени t1 и t2, в которые происходит резкове изменение скорости нарастания контролируемого потока теплового излучения, при этом процесс высокочастотного нагрева завершают в момент t2 повторного изменения скорости нарастания потока.
2. Устройство для металлизации пьезокерамических элементов, содержащее электроды рабочего конденсатора генератора диэлектрического нагрева, в котором установлены пьезокерамические элементы, помещенные между двумя подложками из диэлектрического материала с высоким значением тангенса угла диэлектрических потерь, отличающееся тем, что устройство содержит радиационный пирометр, средство для канализации потока теплового излучения с поверхности пьезоэлемента к радиационному пирометру, а также цепь управления, включающую последовательно соединенные дифференциатор, схему сравнения, реле времени и выключатель, управляющий работой генератора диэлектрического нагрева, при этом выход радиационного пирометра связан со входом дифференциатора.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что средство для канализации потока теплового излучения с поверхности пьезоэлемента включает световод, выходное отверстие которого сопряжено со входом пирометра, при этом параметры световода рассчитаны из условия затухания в нем электромагнитного поля электродов генератора диэлектрического нагрева.
Как восстановить керамику на пьезоэлементе
Республика Башкортостан, г. Бирск, ул. Красноармейская, 2
Керамические изделия ручной работы на заказ
Республика Башкортостан, г. Бирск, ул. Красноармейская, 2
Как восстановить керамическую посуду
Хорошая керамика довольно прочна, но даже она может нечаянно разбиться. Если вещь жалко выбрасывать, нужно попытаться ее отремонтировать. Склеить керамическую посуду так, чтобы она не потеряла привлекательного вида, можно, но необходимо подобрать подходящий клей, а также приложить терпение и старание.
Готовые клеевые составы
Если вы не знаете, чем заклеить керамическую посуду, зайдите в магазин и посоветуйтесь с продавцом. Промышленность предлагает большой выбор клеев для керамики. Чаще всего применяются цианоакрилатный суперклей, «БФ-2», «Марс», Rapid, «Мекол», эпоксидный клей, UHU Porzellan Keramik. Однако склеенную таким средством вещь нежелательно использовать для приготовления еды или хранения продуктов, поскольку при контакте с пищей клеевой состав может выделять вредные для здоровья вещества.
Если хозяева планируют и дальше использовать посуду по прямому назначению, для реставрации ее можно взять ПВА — он считается одним из самых безвредных и экологичных клеев. Сверху нужно будет нанести лак для керамики.
Клеевые растворы самостоятельного приготовления
Клей для керамики можно приготовить дома собственноручно. Приведем несколько популярных рецептов.
Способ 1
Смешайте яичный белок с гипсом. Учтите, что после приготовления клея с ремонтом затягивать нельзя — полученная субстанция очень быстро твердеет.
Способ 2
Растворите казеин в силикатном клее или жидком стекле.
Способ 3
Приготовьте насыщенный раствор алюминиевых квасцов, замочите в нем гипс. Через сутки состав нужно высушить, размолоть в порошок и замесить на воде.
Способ 4
Взбейте яичный белок в пену, оставьте на сутки. Затем добавьте к нему пищевую соду так, чтобы по консистенции смесь была похожа на тесто.
Способ 5
Размелите сухой мел до состояния зубного порошка и растворите его в жидком стекле (соотношение по массе 1:4).
Способ 6
Смешайте казеин, буру, воду в равных долях, добавьте 2 или 3 капли формалина. Клеем можно будет пользоваться, когда он застынет — через 2–3 часа.
Способ 7 («пищевой клей»)
Данный состав сложнее предыдущих, но он считается наиболее эффективным. Если в рецепте не указано по-другому, все клеи должны напоминать по консистенции сметану.
Как клеить керамическую посуду — этапы процесса
1. Подготавливаем склеиваемые поверхности. Если вещь ранее ремонтировалась, удаляем следы старого клея. Для этого смачиваем ватную палочку ацетоном или другим растворителем, очищаем сколы.
2. Моем все части изделия теплой водой с моющим средством для посуды. Керамика имеет пористую структуру — влага может содержаться в порах, даже если скол выглядит сухим. Поэтому оставляем вещь минимум на сутки, чтобы она полностью высохла.
3. Составляем схему расположения частей, раскладываем их перед собой. Поскольку работать нужно быстро, необходимо заранее определить местонахождение каждой детали. Работу нужно начинать с наиболее крупных осколков, заканчивать самыми мелкими. Если частички очень маленькие, их можно брать пинцетом. Поскольку битой керамикой легко порезаться, лучше надеть перчатки.
4. Кисточкой или зубочисткой равномерно наносим на скол тонкий слой клея. Даем ему подсохнуть, мажем деталь клеевым составом во второй раз.
5. Соединяем склеиваемые части и держим, пока клей не схватится. При этом состав частично выдавливается наружу, его нужно аккуратно убрать ватной палочкой. Фрагменты можно фиксировать не руками, а пластилином, скотчем или поделочной глиной.
6. Вторую деталь начинаем клеить после того, как первая хорошо приклеится.
7. Склеенную вещь нужно зафиксировать с помощью струбцины или жгута. Если предмет маленький, его можно поместить в коробочку с песком. Чтобы шов окончательно схватился, керамику оставляют в зафиксированном положении на 2–3 дня. После того как клей высох, его излишки срезают тонким лезвием.
Если изделие не удалось восстановить полностью и на его поверхности остались выемки или трещинки, их заполняют мастикой либо эпоксидной смолой, а затем шлифуют. Чтобы скрыть шов, можно также использовать жидкое стекло и краску для керамики.
Как склеить керамическую посуду для духовки
Бывает, что разбитая вещь не только служит украшением дома, но и имеет практическое значение. Как же отремонтировать глиняную посуду так, чтобы ей можно было пользоваться в дальнейшем? Для этого можно использовать ПВА и специальный лак или медицинский силикон.
Некоторые мастера рекомендуют следующий метод. Нужно смешать творог с негашеной известью, затем растереть смесь до образования вязкой густой массы. Полученный состав используют для склеивания частей предмета.
В любом случае не спешите выбрасывать разбитую вещь — быть может, ее удастся спасти.